Les Centrales De Mesures D'énergies

Le 01/06/2012 à 13:30

Les centrales de mesures moyenne tension (MT) et basse tension (BT) sont destinées à l'industrie, aux bâtiments à usage professionnel et commercial et pour les infrastructures. Ces appareils devraient se multiplier dans les années à venir pour des raisons comptables, mais aussi pour des raisons environnementales. En effet, en ayant le plein contrôle de ses consommations électriques, tout utilisateur sera également en mesure de réduire ses émissions de CO2 .C'est le rôle des nouvelles centrales d'énergie préconisées par les principaux fournisseurs du marché.

La centrale de mesure multifonction Sentron PAC3100 de Siemens mesure la consommation ainsi que les principales grandeurs électriques d'une installation basse tension. Dotée d'entrées et de sorties TOR ainsi que d'une interface de communication intégrée, elle est conforme à la norme IEC61557-12 relative aux appareils combinés de mesure et de surveillance des paramètres électriques.

Siemens

De fonctions de mesures évoluées au simple comptage, simples à installer et à utiliser, ces sous-compteurs intelligents ou centrales de comptage de l'énergie permettent aux gérants d'immeubles, bailleurs, associations de propriétaires occupants, gestionnaires d'ouvrages, de magasins, d'usines, etc., d'afficher et de facturer la consommation d'énergie individuellement pour chaque locataire, pour chaque atelier voire même quel budget consommation allouer à chaque machine ou unité de production. Les centrales de comptage fournissent non seulement le moyen de facturer avec précision les consommations aux divers utilisateurs, mais stimulent également le développement d'infrastructures énergétiques plus efficaces, avec de meilleurs rendements, afin d'aller vers plus de responsabilité écologique de pratiquement tous acteurs de l'économie. La nouvelle génération des compteurs d'énergie regroupe des appareils performants, souvent modulaires qui sont montés en armoires sur rail DIN. Sûrs, faciles à installer, ils peuvent être intégrés dans des installations électriques existantes ou futures de manière à satisfaire à tout type d'exigence de sous-comptage. Une centrale de contrôle et de comptage sert aussi à répartir équitablement les coûts entre utilisateurs car, impossible de gérer ce qui n'est pas contrôlé. Ainsi, les centrales de mesures sont devenues la clé d'une gestion efficace de l'énergie entre fournisseurs et clients afin de savoir exactement quand, comment où et quelle quantité de courant est utilisée.

L'essentiel

Les centrales de mesures relèvent les principales grandeurs électriques (tensions, intensités, puissances…) en vue d'une gestion comptable.

Ces appareils sont munis d'une mémoire capable de sauvegarder un grand nombre de données.

Ils bénéficient d'une capacité de traitement pour déclencher des actions ou des alarmes.

Reliés à un superviseur, ils concentrent les informations sur l'état d'une installation ou d'un réseau électrique.

Mieux pourvus, les gestionnaires d'immeubles, par exemple, sont à même de mettre en œuvre des programmes “verts” destinés à réduire l'utilisation et le coût de l'énergie à certaines heures. En outre, ils disposent de relevés fiables capables de répartir les coûts d'une façon précise et équitable.

Des centrales comme moyens de comparaison

Comme la réduction des charges est devenue un objectif universel, la connaissance des habitudes de consommation est aussi un facteur clé lorsque l'on cherche à améliorer toute gestion d'énergie d'où la nécessité d'établir des historiques de consommation dans le temps, grâce aux données fournies et mémorisées par les centrales de comptage.

Enerdis a lancé une nouvelle gamme de compteurs divisionnaires communicants multiprotocoles (Modbus, M-Bus et Ethernet). Monophasés, triphasés, à entrées directes jusqu'à 80 A ou sur TC 1 ou 5 A, ces appareils sont tous certifiés MID.

Enerdis

Par ailleurs, la traçabilité d'un comptage efficace sert aussi à optimiser une infrastructure de distribution. Les données concernant les tendances d'utilisation sont déterminantes pour planifier de manière anticipée l'utilisation de l'énergie et la prévention de goulots d'étranglement. En habitat collectif, par exemple, de nouveaux locataires qui s'installent ont des besoins variables. Dans le cadre d'une entreprise, c'est l'installation d'une nouvelle ligne de production, faisant l'objet d'une extension, qui nécessitera davantage de capacité électrique susceptible de créer des perturbations dans l'approvisionnement en courant des machines ou lignes déjà opérationnelles.

La gamme EMpro de Phoenix Contact propose des instruments dédiés à la mesure, à l'analyse et à la communication de paramètres électriques, tels que la tension, le courant, la puissance, la consommation, le niveau d'harmoniques et l'asymétrie du réseau.

Les habitudes d'utilisation représentées par les données de sous-comptage sont des facteurs servant à anticiper des besoins variables et à mieux dimensionner les installations. Par exemple, explique Philippe Combaz, responsable Marketing chez Qualisteo, « un dirigeant franchisé ne comprenait pas la disparité des factures électriques de ses cinq magasins, ayant pourtant des surfaces quasi identiques.A la recherche d'un programme d'économies d'énergie capable d'aligner ses établissements sur le plus économique, il souhaitait connaître les meilleures pratiques et équipements à retenir pour chaque site. Nous avons répondu à sa demande en déployant cinq plates-formes Lynx pour réaliser des mesures électriques. La trentaine de capteurs de chaque système a permis d'identifier les usages et équipements absorbant environ 60 % de l'énergie. Les algorithmes de traitement des signaux du fournisseur de centrales de mesures à permis d'en identifier d'autres représentant environ 30 % de la consommation. Ainsi, en un mois, ce gestionnaire acompris où et comment 90 % de l'énergie électriques était utilisée dans chacun de ses magasins. Il a pu comparer,usage par usage et poste par poste, ses cinq établissements de manière à prendre et uniformiser les meilleures décisions de gestion possibles pour l'usage du courant électrique » .

Phoenix Contact

Pour que rien n'échappe àlasupervision

Quelles que soient les applications, les centrales de mesures sont couramment installées dans un TGBT (tableau général basse tension). Les centrales de mesure sont généralement modulaires et fixés sur rail ou encastrables ou implantés sur la porte de l'armoire. Elles mesurent et affichent clairement l'énergie électrique consommée par un circuit monophasé (2 modules) ou triphasé (4 modules) en aval du comptage du distributeur d'énergie.

En entrée de gamme, toute centrale de mesure multifonction jauge la consommation ainsi que les principales grandeurs électriques d'une installation basse tension, comme le courant, la tension, la puissance et la fréquence. Par rapport à un simple compteur, la centrale de mesures est dotée d'une mémoire capable d'établir un histo-rique, mais aussi d'une interface de communication intégrée servant à véhiculer des données physiques vers un système de supervision ou de contrôle.

L'appareil mesure et enregistre en continu la consommation et d'autres grandeurs électriques telles que: courant, tension, puissance et fréquence pour des réseaux à trois et quatre conducteurs.

Une centrale peut être raccordée directement aux réseaux basse tension qui ne dépassent pas 277VL-N/480VL-L. Les tensions supérieures sont généralement obtenues à l'aide d'un convertisseur de tension.

Certains appareils sont conçus pour du comptage double tarif et alarmes programmables.

Legrand

Sur des centrales plus sophistiquées, deux compteurs mesurent l'énergie active et réactive. Ils sont paramétrés pour surveiller les circuits de référence, (alimentation), de départ, (sortie) ou intermédiaire. Pour simplifier les manipulations, des informations en texte clair servent de commandes intuitives aux utilisateurs.

Suivant les fournisseurs, le transfert des valeurs mesurées est assuré par une interface de communication type RS-485 avec protocole généralement ouvert.

Certaines centrales multifonctions disposent également d'autres interfaces, notamment des entrées et sorties TOR. Dotées d'une alimentation interne, les entrées TOR servent à la surveillance d'état et permettent de raccorder des contacts relais sans alimentation interne. Ces sorties multifonctions sont capables de déclencher des alarmes ou sont programmées comme sorties d'impulsion d'énergie active ou réactive, ou encore, sont utilisées comme sorties de commutation de commande à distance via un réseau de communication.

Acquisition et liaisons à distance

Pour mesurer les courants monophasés ou triphasés (valeurs par phases ou valeurs composées), la plupart des centrales de mesure MT et BT affichent différentes grandeurs, notamment les courants (A), les tensions (V), les puissances actives PA (W), les puissances réactives Q (VAR), les puissances apparentes S (VA), les fréquences F (Hz) et les facteurs de puissance PF (Cos Phi) avec une possibilité de traçabilité dans le temps, «capacité qui différencie les simples compteurs des centrales de mesures», souligne Nicolas Bardet, chef de produit chez Enerdis. Les centrales enregistrent (en ms) des creux, des coupures ou des surtensions ou surintensités. Certains appareils plus sophistiqués décèlent les perturbateurs de réseaux en effectuant l'analyse harmonique du courant afin de déterminer les taux de distorsion (THD). En effet, les harmoniques génèrent des pertes. Il est donc nécessaire de les évaluer avec précision. Certaines centrales de mesures fournissent des diagnostics de séquences et de phases, des éditions de courbes de suivi des différentes données avec déclenchement d'alarmes en cas de dépassement des valeurs de consignes. «Autre atout des centrales de mesures,leur capacité à transmettre les données relevées aux systèmes de supervision, le plus souvent Via réseau Ethernet ADSL ou par radiofréquence» , poursuit Nicolas Bardet.

Pour les utilisateurs de puissances critiques et les grands consommateurs d'énergie qui ne peuvent absolument pas envisager d'arrêt d'exploitation, certaines centrales de mesures sont munies de processeurs capables de traitements embarqués. Leur rôle déclenche certaines fonctionnalités nécessaires à la fiabilité du réseau électrique (détection et capture des pics et creux de tension, détection et capture des transitoires de courte durée, filtres harmoniques, évaluation de la qualité de l'énergie ou autres perturbations en amont ou en aval du comptage). Ces appareils effectuent en permanence les enregistrements des paramètres électriques toutes les secondes, tous les 100 ms ou à chaque cycle.

Pour que rien n'échappe à la supervision, ces centrales de mesures d'énergies plus sophistiquées concentrent leurs informations vers des dispositifs de supervision. Ainsi, en lien direct avec une alimentation, elles aident à diminuer les coûts, mais aussi à améliorer la qualité du courant, la continuité des alimentations, pour une gestion rigoureuse des installations.

Des centrales de mesures comme témoins juridiques

Acteur du management de l'énergie en Allemagne, Janitza propose des centrales mesures capables de communiquer Via de nombreuses interfaces afin d'établir un réseau de gestion de l'énergie. Combinée avec le logiciel Gridvis, une centrale facilite la maîtrise de l'énergie et surveille la qualité du courant fournit afin d'augmenter la fiabilité, l'efficacité et la rentabilité des installations. Ces centrales se montent en façade d'armoire ou directement dans une installation modulaire. Le logiciel associé Gridvis, permet de visualiser des actions de gestionVia des courbes de charges, la qualité du courant et des statistiques. Il sert aussi à éditer des rapports relatifs à la qualité et aux coûts de l'énergie.

Doté d'un module de communication Modbus, le Diris A 80 de Socomec autorise la surveillance de courants différentiels.

Socomec

« Les centrales de mesures se démocratisent pour des applications multiples.Aujourd'hui, elles suivent la consommation des nouveaux bâtiments HQE (Haute qualité énergétique) ou évaluent dans la durée une production d'électricité issue de panneaux solaires.On va systématiquement les retrouver pour superviser les consommations d'un “datacenter” ou celles d'une grande surface.Chez Eurotunel,elles sont requises pour enregistrer la consommation des trains dans le tunnel sous la Manche. Pour comptabiliser la production d'un générateur de courant, une centrale de mesure enregistre les paramètres et suit la “qualité”de l'énergie produite.Enfin,certains appareils apportent une preuve juridique des consommations » , témoigne Pierre Polier qui fournit ces centrales au marché français.

L'acquisition des données effectuée, les logiciels compatibles avec les centrales de mesures vont servir à l'enregistrement et à la communication avec les équipements de terrain afin d'exploiter les données capturées et pouvoir en tirer des conclusions. Chez Circutor,Power Studio Scada,réalise la supervision énergétique précise d'une installation et permet d'organiser une maintenance préventive de lignes ou d'installations, d'imputer les coûts énergétiques par section ou point de mesure.

Des centrales de mesure par millions

La RT 2012 stipule que tous les bâtiments ou parties de bâtiment, à usage autre qu'habitation, doivent être équipés de systèmes pour la mesure ou le calcul des consommations d'énergie par zone de 500 m², par étage ou par départ de plus de 80 A. Nouveau moyen de mesure, i-communicant, le comptage d'un immeuble doit désormais regrouper, dans une même armoire, les différents compteurs d'énergie. Cette disposition a pour objectif une plus grande implication des utilisateurs en facilitant l'accès à une visualisation immédiate des consommations d'un bâtiment.

Grâce au convertisseur associé à un logiciel de consultation ou à un Web serveur, les responsables d'exploitation visualisent à distance les consommations depuis un simple smartphone ou sur grand écran équipé d'un navigateur Web.

Par ailleurs, centrale de mesure pour les logements, le compteur électrique “intelligent” Linky, sera déployé en France à partir de 2013. Il vise à améliorer la gestion et l'usage des réseaux électriques avec suivi des consommations en temps réel tant par les opérateurs que par les usagers. Il offrira de nouveaux services avec des informations complètes et lisibles mettant en évidence les fluctuations de consommation. Avec 35 millions de boîtiers à installer, après expérimentation menée à Lyon et en Indre-et-Loire par ERDF, Linky autorisera, outre une gestion à distance, une mise en service en moins de 24 heures.